PLC / CLP

● 1.0 Objetivos➢ Apresentar definição conceitual de um CLP➢ Apresentar divisão de memória de um CLP➢ Identificar entradas e saídas de um CLP➢ Identificar conexões elétricas entre sensores e o CLP➢ Apresentar linguagens de programação

PLC / CLP

● CLP => Controlador Lógico Programável.● PLC =>Programmable Logic Controller ● Principais funções:

➢ Executar comandos lógicos➢ Permitir que a programação seja modificada

Definição

● National Electrical Manufacturers Association (NEM A - USA)

"Aparelho eletrônico digital que utiliza memória

programável para o armazenamento interno de instruções

para a implementação de específicas tais como lógica,

sequenciamento, temporização, contagem e aritmética

para controlar, através de módulos de entradas e saídas,

vários tipos de máquinas ou processos."

Definição

● Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT-BR)

"É um equipamento eletrônico digital com hardware e

software compatíveis com aplicação industrial."

Atribuições de um CLP● Executar funções lógicas

● Temporização

● Contagem

● Acionamento Sequência

● Controle

● Comunicação com outros dispositivos

Vantagens

● Facilidade de programação

● Ocupa menos espaço físico

● Custo mais baixo

● Menor consumo de energia

Arquitetura de um CLP

Processador● Processa o programa gravado na memória

● Executa operações lógicas e aritméticas

● Recebe o sinal lógico das entradas

● Atua sobre as saída

Memória● ROM do sistema operacional

● Guarda o programa que gerencia o funcionamento do CLP

● ROM de programação

● Guarda o programa desenvolvido pelo usuário

● RAM

● Guarda o estado atual das entradas e saídas e de todas as

memórias internas e variáveis que necessitem ser modificadas

durante a execução do programa

Módulo de Entrada e Saída● Transforma os sinais vindos dos sensores, em nível de tensão e/ou

corrente compatíveis com o esperado pelo processador

● Tem a função de transformar os níveis de tensão e/ou corrente

vindos do processador, em níveis compatíveis com o esperado

pelos dispositivos de acionamento do processo

Processo

● 24V

● 12V,

● 110VAC ou 220VAC,

● 0-10V

● 4-20mA

● Entre outros

Processador

● TTL 0 – 5 Vdc

Tempo de Processamento● O tempo que um programa leva para ser executado depende;

● Tamanho do programa ( número de instruções)

● Tempo do ciclo de varredura ( Scan Time)

● As entradas e saídas de um programa são atualizadas no fim ou

no início de cada ciclo de varredura

● O tempo de ciclo deve ser mais rápido que o tempo de

acionamento do sensor

● Quando isso não é possível, faz-se uso das entradas rápidas

● Contadores

● Interrupções

Linguagem de Programação

● A norma NORMA IEC 61131 padroniza 5 tipos de linguagens para

programação de CLP

● Diagrama Ladder (LD)

● Carta de Função Sequencial (SFC)

● Diagrama de Bloco de Função (FBD)

● Texto Estruturado(ST)

● Lista de Instrução (IL)

Diagrama Ladder / Ladder Diagram

Carta de Função SequencialSequential Function Chart

Diagrama de Bloco de FunçãoFunction Block Diagram

Texto EstruturadoStructured Text

Lista de InstruçãoInstruction List

CLP WEGManual do fabricante

Sensores NPN e PNP

CLP WEGManual do fabricante

CLP WEGManual do fabricante

CLP WEGManual do fabricante

CLP WEGManual do fabricante

CLP WEGManual do fabricante

CLP WEGManual do fabricante

CLP WEGManual do fabricante

CLP WEGManual do fabricante

CLP WEG

CLP WEG

CLP WEG

PLC / CLP

● 2.0 Objetivos➢ Identificar entradas e saídas de um CLP

➢ Identificar portas de comunicação

➢ Identificar conexões elétricas entre sensores e o CLP➢ Verificar o funcionamento do ambiente de programação➢ Desenvolver um programa para o CLP➢ Carregar programas no CLP➢ Simular o funcionamento do programa

Entradas e Saídas

Programa Ladder● Exemplo 1

Através do acionamento de um botão, ligado à entrada do CLP acionar um LED ligado à uma de suas saídas.

● OBS: Utilizar a entrada I01 e a saída Q01

Esboço das Entradas

Esboço das Saídas (Transistor)

Esboço das Saídas (Rele)

Esboço da Programação Ladder

Ambiente de Desenvolvimento Ladder

PLC / CLP

● 3.0 Objetivos

➢ Implementar atividade prática➢ Verificar o funcionamento de sensores com saídas digitais

Atividade 1A

Implementar uma aplicação usando CLP que permita:

● Receber o sinal de 8 botões● Acionar 8 LEDs● Cada botão aciona apenas 1 LED● Quando o botão é pressionado o LED liga

Atividade 1B

Implementar uma aplicação usando CLP que permita:

● Receber o sinal de 8 botões● Acionar 8 LEDs● Cada botão aciona apenas 1 LED● Quando o botão é pressionado o LED desliga

Lógica Combinacional

● 4.0 Objetivos

➢ Entender o conceito de lógica combinacional➢ Solucionar um problema de lógica combinacional usando

CLP

Lógica Combinacional● Na lógica combinacional, o resultado obtido na saída de um

sistema, depende exclusivamente de suas entradas.

● Exemplo 2:– Desenvolver um programa que acione a saída Q1 quando as

a chave ligada à entrada I1 esteja acionada e a chave ligada à entrada I2 esteja desacionada

Bobina Set Reset● Bobina SET: Mantém o contato acionado após ser energizada

● Bobina Reset : Mantém o contato desacionado após ser

energizada

– Exemplo 3:

Atividade 2A● Usar 3 chaves para gerar um código binário● Ligar as chaves na entrada do CLP● Desenvolver um programa que acione as saídas do CLP de Q1-

Q8 seguido a tabela da verdade abaixo

Chave I1 Chave I2 Chave I3 Saída Ligada

0 0 0 Q1

0 0 1 Q2

0 1 0 Q3

0 1 1 Q4

1 0 0 Q5

1 0 1 Q6

1 1 0 Q7

1 1 1 Q8

Atividade 2B● Usar 4 botões para acionar 4 entradas do CLP● Usar a tabela da verdade para gerar os acionamentos● Todas as bobinas envolvidas são do tipo SET/RESET● ( - ) é condição irrelevante

Botão I1 Botão I2 Botão I3 Botão I4 Saída Ligada

1 0 0 - Q1 seta

0 1 0 - Q2 seta

0 0 1 - Q3 seta

- - - 1Q1 resetaQ2 resetaQ3 reseta

Lógica Sequencial

● 5.0 Objetivos

➢ Entender o conceito de lógica sequencial➢ Solucionar um problema de lógica sequencial usando

CLP

Lógica Sequencial● Na lógica sequencial, o resultado obtido na saída de um

sistema, depende de suas entradas e do estado anterior.

● Exemplo:– O botão ligado à entrada I1 aciona a saída Q1– O acionamento da saída Q2 depende do acionamento do

botão ligado à entrada I2 e da saída Q1– Quando Q2 aciona, Q1 desliga– O Botão ligado à entrada I3 desliga Q2

Lógica Sequencial● Exemplo 4: Dois estados Sem memória de estado

Lógica Sequencial● Exemplo 5: Qual seria o possível problema com essa lógica?

Lógica Sequencial● Exemplo 6: Memória de estado

– Implementar um máquina de estados que aciona 4 estados através do acionamento de 4 botões.

– Os estados devem ser acionados um após o outro e não podem ser acionados fora dessa ordem, começando pelo primeiro.

– Apenas um atuador (LED) poderá estar acionado– O estado anterior permite o acionamento do estado seguinte – O estado atual desliga o atuador (LED) do estado anterior– Um quinto botão é usado como botão de Reset

Lógica Sequencial● Exemplo 6: Quatro estados com Memória de estado

Atividade 3A● Usar 3 botões para o acionamento de 3 estados ( I1,I2,I3)

● Cada estado aciona uma saída Q1,Q2,Q3, ligadas e um atuador

(LED)

● O estado atual permite o acionamento dos estados seguintes

● O estado atual inibe o acionamento dos atuadores anteriores

● Usar um botão para resetar a máquina de estados (I4)

● Usar máquina de estado sem memória de estado

Atividade 3B● Usar 5 botões para o acionamento de 5 estados ( I1,I2,I3, I4,I5)

● Cada estado aciona uma saída Q1,Q2,Q3,Q4,Q5 ligadas a um

atuador (LED)

● O estado atual permite o acionamento dos estados seguintes, o

estado atual inibe o acionamento do atuador anterior

● Usar um botão para resetar a máquina de estados (I6) em

qualquer momento do processo

● A sequência deve começar pelo primeiro estado, as saídas não

podem ser acionadas fora da ordem preestabelecida

Questionário

1- Qual é a diferença entre lógica combinacional e lógica

sequencial ?

2- Qual é a diferença entre uma máquina de estado com e sem

memória de estado ?

Timer

● 6.0 Objetivos➢ Compreender o conceito de Timer em CLP➢ Solucionar um problema envolvendo uso do Timer➢ Gerar relatório da atividade➢ Responder ao questionário

● É usado para contar tempo e gerar acionamento

● Pode possuir uma entrada de Reset

● Pode ser configurado para trabalhar em modos diferentes

– Timer on

– Timer off

Timer

Timer-ON

● Timer n=01● Modo 1● Base de tempo● Valor de Set-Point

Timer-OFF modo 3

● Timer n=02● Modo 3● Base de tempo● Valor de Set-Point● Reset = zera a

contatem e desliga a saída

Timer-OFF modo 4

● Timer n=03● Modo 4● Base de tempo● Valor de Set-Point● Reset = zera a

contatem e desliga a saída

Atividade 4A

● Montar o seguinte programa ladder.

Contador

● 7.0 Objetivos

➢ Compreender o funcionamento do Contador em CLP➢ Solucionar um problema envolvendo uso do Contadores

● É usado para contar pulsos na entrada do CLP e gerar

acionamento

● Pode possuir uma entrada de Reset

● Pode ser configurado para trabalhar em modos diferentes

— Counter-UP

— Counter-Down

— Counter-UP/Down

● Contagem pode possuir propriedades diferentes

— Contagem Limitada / Ilimitada

— Contagem Retentiva / Não retentiva

Contador

Contador

Contador Modo 1

● Counter n=01

● Modo 1

● Valor de Set-Point

● Contagem limitada

não-retentiva

● Conta até 5 e para

● Não guarda o valor da

contagem quando clp

desligado

Contador Modo 2

● Counter n=02

● Modo 2

● Valor de Set-Point

● Contagem ilimitada

não-retentiva

● Conta indefinidamente

● Não guarda o valor da

contagem quando clp

desligado

Contador Modo 4

● Counter n=03

● Modo 4

● Valor de Set-Point

● Contagem ilimitada

retentiva

● Conta indefinidamente

● Guarda o valor da

contagem quando clp

desligado

Contador Modo 5

● Counter n=05

● Modo 5

● Valor de Set-Point

● Contagem ilimitada

● Conta indefinidamente

● Saída acionada

sempre que contagem

maior que o set-point

Atividade 5A

● Montar o seguinte programa ladder.

Atividade 5A

● Montar o seguinte programa ladder.

Sensores Digitais

● Objetivos

➢ Verificar o funcionamento de sensores digitais➢ Capacitivos➢ Indutivos➢ Óticos

➢ Verificar o recurso de acionamento por borda➢ Implementar a atividade no CLP

Sensores Digitais

●Princípio de Funcionamento:

● Indutivos = seu acionamento ocorre pela maior ou menor concentração das linhas de campo magnético, quando o sensor é aproximado de um corpo metálico.

● Capacitivos = seu acionamento ocorre pela maior ou menor concentração cargas elétricas, quando o sensor é aproximado de um corpo cuja propriedade dielétrica é maior que a do ar

● Óticos = seu acionamento ocorre quando a luz emitida pelo emissor é recebida pelo receptor , ou quando essa luz é interrompida

Sensores Indutivo

Sensores Indutivo

Sensores Capacitivo

Sensores Capacitivo

Sensores Ótico

Sensores Ótico

Acionamento por Borda de PulsoBorda de Subida

Acionamento por Borda de PulsoBorda de Descida